癢覺是一種重要的軀體感覺，可以保護(hù)軀體遠(yuǎn)離刺激。按照臨床患者瘙癢癥狀所持續(xù)的時(shí)間分為急性瘙癢或者慢性瘙癢。急性瘙癢發(fā)生迅速，持續(xù)時(shí)間較短。慢性瘙癢通常瘙癢持續(xù)時(shí)間超過6周。很多皮膚疾病如特應(yīng)性皮炎（Atopic Dermatitis，AD）、干皮癥等常伴有慢性瘙癢。部分全身系統(tǒng)性疾病如膽道疾病、腎臟疾病、惡性腫瘤患者等常伴有嚴(yán)重的瘙癢，以及燒傷、創(chuàng)傷等機(jī)械性損傷都可以引起不同程度的瘙癢。長期的慢性瘙癢可引發(fā)患者焦慮、抑郁等情緒障礙及睡眠障礙，嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)自殺傾向。而情緒障礙又會進(jìn)一步加劇瘙癢，導(dǎo)致“瘙癢-情緒障礙-瘙癢”的惡性循環(huán)。但目前臨床上有效治療瘙癢的方法有限，其原因是我們對于瘙癢的相關(guān)機(jī)制以及共患焦慮、抑郁等情感障礙的神經(jīng)機(jī)制和分子機(jī)制了解甚少。因此對瘙癢開展深入的機(jī)制研究是非常重要和迫切的，而對于瘙癢機(jī)制的研究，可靠且穩(wěn)定的瘙癢動物模型是開展研究的關(guān)鍵一步。以下將介紹近年來常用的急性和慢性瘙癢模型的制備方法，如接觸性皮炎、AD、干皮癥等多種模型。
急性瘙癢模型
急性瘙癢的持續(xù)時(shí)間一般小于6周，是一種速發(fā)性的過敏反應(yīng)，多在注射藥物后數(shù)分鐘發(fā)作。在小鼠皮內(nèi)注射各種急性致敏物質(zhì)，引起小鼠急性瘙癢反應(yīng)是建立瘙癢動物模型的經(jīng)典方法。致癢劑有多種物質(zhì)，可以分為組胺依賴性和非組胺依賴性兩大類。組胺依賴性瘙癢是依賴組胺傳遞癢覺信息；非組胺依賴性瘙癢由組胺以外的內(nèi)源性或外源性致癢原誘導(dǎo)，激活與瘙癢相關(guān)的其他受體，如感覺神經(jīng)元上的Mas相關(guān)G蛋白偶聯(lián)受體亞型MrgprA3。這些受體通過磷脂酶或激酶系統(tǒng)激活瞬時(shí)受體電位香草素亞型1或者瞬時(shí)受體電位A1通道，傳遞癢覺信息。
組胺依賴性致癢劑主要包括組胺、P物質(zhì)、蛋白酶、化合物48/80、阿片樣肽等；非組胺依賴性致癢劑包括氯喹、5-羥色胺和內(nèi)皮素-1等。急性瘙癢模型制備是將致癢劑于頸背部皮內(nèi)注射，注射完成后進(jìn)行錄像并計(jì)數(shù)單位時(shí)間內(nèi)小鼠的搔抓次數(shù)。不同致癢劑的用量有一定差異，所引起的瘙癢程度也有不同。急性瘙癢模型除了上述皮內(nèi)注射致癢劑的方法，還包括鞘內(nèi)注射方法，如鞘內(nèi)注射胃泌素釋放肽或B型鈉尿肽等均可誘發(fā)瘙癢。目前比較常用的是組胺和氯喹誘導(dǎo)的急性瘙癢模型，廣泛應(yīng)用于急性瘙癢相關(guān)機(jī)制的研究。
慢性瘙癢模型
干皮癥模型
皮膚干燥癥主要癥狀為皮膚干燥、糠狀脫屑，伴全身瘙癢。該模型是用丙酮與乙醚混合物加水反復(fù)涂敷于皮膚，使皮膚水分喪失，產(chǎn)生皮膚干燥癥，用于建立慢性瘙癢模型。制備時(shí)丙酮與乙醚等體積（1∶1）混合，用棉敷料浸濕輕敷于小鼠頸背部裸露皮膚15 s，然后立即用蒸餾水棉敷料輕敷30 s，每日兩次，連續(xù)5~7 d。對照組采用同樣的操作，但僅用蒸餾水輕敷45 s。在第3、5、7日涂藥前，采用錄像記錄實(shí)驗(yàn)動物的自發(fā)性瘙癢活動。
二苯基環(huán)丙烯酮（diphenylcyclopropenone，DCP）模型
DCP可引發(fā)皮膚瘙癢。DCP局部涂抹出現(xiàn)接觸性皮炎癥狀，用于建立慢性瘙癢模型。將小鼠隨機(jī)分組，配置1% DCP溶于丙酮，實(shí)驗(yàn)組涂抹DCP溶液，對照組涂抹相同體積丙酮溶液。涂抹一次后間隔5 d。5 d后配置0.5%溶于丙酮，繼續(xù)上述操作，連續(xù)涂抹7 d。該模型優(yōu)點(diǎn)是制備周期短，瘙癢穩(wěn)定且明顯。
2，4-二硝基氟苯（2，4-dinitrofluorobenzene，DNFB）模型
過敏性接觸性皮炎（allergic contact dermatitis，ACD）是一種慢性免疫炎癥皮膚病，會多次復(fù)發(fā)并伴有瘙癢。外源性過敏源的局部致敏是誘發(fā)ACD免疫反應(yīng)的重要基礎(chǔ)。通過采用DNFB涂抹小鼠頸背部來建立ACD模型。實(shí)驗(yàn)時(shí)用丙酮：橄欖油（4∶1）溶解DNFB。涂抹0.15% DNFB混合液50 μL于小鼠頸背部皮膚，進(jìn)行初次致敏。2 d給藥1次，重復(fù)4次。造模完成后，模型組小鼠抓撓次數(shù)顯著增多，平均1 h可達(dá)100次左右。
AD模型
AD是一種以皮膚屏障功能受損、濕疹性皮炎和慢性瘙癢為主要特征的疾病。目前有多種制備AD模型的方法，包括使用轉(zhuǎn)基因小鼠模型和外源性藥物誘導(dǎo)的AD樣表型小鼠。皮膚屏障受損是AD的一個(gè)基本臨床表征。遺傳學(xué)研究已經(jīng)將AD的患病風(fēng)險(xiǎn)與一些參與表皮分化的染色體位點(diǎn)或基因聯(lián)系起來。絲聚蛋白（filaggrin，F(xiàn)LG）突變小鼠（ma/ma，F(xiàn)lgft/ft）參與角化細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的基因發(fā)生突變，可產(chǎn)生自發(fā)性濕疹性皮炎。
使用外源性藥物誘導(dǎo)發(fā)生AD樣表型是皮膚病學(xué)研究領(lǐng)域中最常用的，它可以實(shí)現(xiàn)由時(shí)間和劑量控制的表型誘導(dǎo)。半抗原是常見的誘導(dǎo)藥物，它是一種小分子，可以穿透小鼠表皮，引發(fā)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。將一定濃度的半抗原溶液涂抹在裸露的小鼠皮膚上，連續(xù)多日可誘發(fā)AD。使用卡箔三醇（MC903）也會引發(fā)小鼠AD樣表型，它是目前常用的AD模型。使用MC903誘導(dǎo)的AD小鼠血清IgE也會增加。多次表皮暴露于卵清蛋白同樣可誘發(fā)AD樣表征。
日光性皮炎模型
日光性皮炎是由過度照射強(qiáng)紫外線引起的急性皮膚炎癥。被照射皮膚出現(xiàn)邊界明顯的紅斑，出現(xiàn)局部瘙癢。在造模時(shí)，將紫外線光療裝置放置在圓形墊圈的頂部，僅允許圓形光刺激裸露的皮膚區(qū)域。在照射特定劑量的紫外線后，錄像計(jì)數(shù)小鼠的抓撓次數(shù)。在照射過程中用數(shù)字溫度計(jì)檢測皮膚表面溫度，避免明顯的溫度變化。使用數(shù)字紫外線計(jì)來測量紫外線功率密度。
銀屑病模型
銀屑病又稱牛皮癬，其主要癥狀是出現(xiàn)鱗狀皮膚斑塊，組織學(xué)特征包括上皮組織細(xì)胞角化過度、角化不全和炎性細(xì)胞浸潤。目前制備銀屑病的常用模型為咪喹莫特（imiquimod，IMQ）反復(fù)涂抹皮膚。使用市售IMQ軟膏（含5% IMQ）局部涂抹小鼠頸背部皮膚，連續(xù)7 d。對照組小鼠使用凡士林軟膏涂抹。每日涂抹62.5 mg IMQ軟膏可引起小鼠最理想且可重復(fù)的皮膚炎癥。IMQ應(yīng)用2~3 d后可見涂抹皮膚出現(xiàn)紅斑、脫屑、增厚等癥狀。
蕁麻疹模型
蕁麻疹是一種局限性水腫反應(yīng)性疾病。慢性蕁麻疹是指連續(xù)或間歇性存在超過6周的蕁麻疹。肥大細(xì)胞活化導(dǎo)致生物活性介質(zhì)和炎性因子釋放，進(jìn)而引起血管擴(kuò)張和毛細(xì)血管通透性增加，這是慢性自發(fā)性蕁麻疹的主要發(fā)生機(jī)制。蕁麻疹的特征是不同大小的中央水腫和周圍反射性紅斑，伴有嚴(yán)重瘙癢。使用卵白蛋白和氫氧化鋁混合液制備慢性自發(fā)性蕁麻疹小鼠模型，使用含卵白蛋白1 g/L氫氧化鋁懸液混合液于小鼠裸露的頸背部皮膚進(jìn)行初次免疫，10 d后進(jìn)行第二次免疫。皮膚出現(xiàn)規(guī)則皮丘即為造模成功。
膽汁淤積癥模型
膽汁淤積癥是肝內(nèi)外病變造成的膽汁流動受損所導(dǎo)致的，常見的伴發(fā)癥狀為慢性瘙癢，多見于妊娠肝內(nèi)膽汁淤積癥和原發(fā)性膽管炎。長期的瘙癢會導(dǎo)致患者出現(xiàn)睡眠障礙、情緒障礙等問題。膽汁淤積癥的發(fā)病原因主要有肝細(xì)胞分泌減少、肝內(nèi)膽管損傷和肝外/肝內(nèi)膽管阻塞。溶血磷脂酰膽堿（lysophosphatidylcholine，LPC）是溶血磷脂酸的前體物質(zhì)，目前研究證明LPC是一種新的致癢劑。膽汁淤積性瘙癢發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前還沒有穩(wěn)定有效的治療方法，研究膽道淤積性瘙癢有重要意義。膽管結(jié)扎術(shù)是常用的制備膽汁淤積癥小鼠模型的方法，麻醉小鼠后，確定膽管位置并在兩個(gè)位置用手術(shù)線結(jié)扎膽管，在結(jié)扎之間切開膽管，隨后縫合小鼠腹壁。膽管結(jié)扎小鼠可以建立梗阻性膽汁淤積癥小鼠模型。
運(yùn)用膽汁淤積癥模型開展瘙癢機(jī)制的研究，將為膽汁淤積癥引起的瘙癢的治療提供新依據(jù)。
腎病相關(guān)瘙癢模型
慢性腎病相關(guān)性瘙癢癥（chronic kidney disease-associated pruritus，CKD-aP）是晚期慢性腎病患者的常見癥狀。目前常見的慢性腎病性瘙癢癥動物模型有磷酸鈣皮膚沉積模型，可在小鼠的頸背部皮膚皮內(nèi)注射磷酸鈣（5 g/L，多次）以誘發(fā)慢性瘙癢，每日1次，持續(xù)7 d。此模型可以模擬由皮膚內(nèi)鈣離子沉積引起的與透析患者類似的皮膚瘙癢，但與人類CKD-aP發(fā)病機(jī)制不完全相同。透析患者血漿中β2-微球蛋白增多。可將β2-微球蛋白皮內(nèi)注射50 μL于頸背部構(gòu)建腎病瘙癢模型。此種模型目前使用較少，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不夠充分，但造模時(shí)間短，操作較簡單，成功率較高。ICR源性腎小球腎炎小鼠在后期可出現(xiàn)人類慢性腎病相似的病理表現(xiàn)。
腫瘤瘙癢模型
與惡性腫瘤相關(guān)的瘙癢可分為兩大類：惡性腫瘤局部反應(yīng)引起的瘙癢和副腫瘤性瘙癢。由于惡性腫瘤的全身性反應(yīng)出現(xiàn)的瘙癢叫做副腫瘤性瘙癢，其發(fā)生原因不是由于惡性腫瘤對局部組織的壓迫和侵襲，而是發(fā)生在惡性腫瘤的自然進(jìn)展中或是潛在惡性腫瘤的前兆。副腫瘤性瘙癢通常由淋巴細(xì)胞增生性腫瘤引起，非黑色素瘤性皮膚癌是副腫瘤性瘙癢最常見的原因。副腫瘤性瘙癢與嗜酸性粒細(xì)胞的存在顯著相關(guān)，細(xì)胞因子介導(dǎo)的主要組織相容性復(fù)合體II在全身性瘙癢中發(fā)揮重要作用。皮膚T細(xì)胞淋巴瘤（cutaneous T-cell lymphoma，CTCL）常見于原發(fā)性皮膚淋巴瘤患者，伴有嚴(yán)重的慢性瘙癢。CTCL小鼠模型是常見的惡性腫瘤瘙癢模型，選用重度聯(lián)合免疫缺陷小鼠，于頸背部皮膚接種來自蕈樣真菌病患者的CD4+記憶T細(xì)胞。測量腫瘤體積，觀察腫瘤生長情況，持續(xù)60 d。腫瘤生長期間可以觀察到小鼠出現(xiàn)慢性瘙癢癥狀。有研究運(yùn)用CTCL模型，發(fā)現(xiàn)miRNA-711抑制劑可破壞miRNA-711與TRPA1的相互作用，抑制CTCL引起的慢性瘙癢。
結(jié)膜炎模型
過敏性結(jié)膜炎是由于接觸了過敏性抗原所引發(fā)的過敏反應(yīng)，通常會伴發(fā)瘙癢。組胺是其最重要的介質(zhì)，會引起抓眼行為和過敏樣行為。在過敏性結(jié)膜炎中，肥大細(xì)胞數(shù)量增加并浸潤眼瞼上皮。使用組胺及其相關(guān)化合物可制備過敏性結(jié)膜炎模型。選擇組胺受體激動劑、組胺H1受體拮抗劑、組胺H4受體拮抗劑、組胺H1受體激動劑和組胺H4受體激動劑組成的混合液。將以上幾種藥物溶解于磷酸鹽緩沖液，將混合液滴入小鼠的雙眼之中。在組胺滴注15 min前滴注組胺受體拮抗劑，在誘導(dǎo)后5 min小鼠結(jié)膜出現(xiàn)充血和水腫。與其他小鼠瘙癢模型的行為學(xué)檢測不同，結(jié)膜炎小鼠模型觀察其一定時(shí)間內(nèi)抓眼行為的次數(shù)。
燒傷模型
燒傷治療過程中，傷口愈合時(shí)伴隨的瘙癢是一個(gè)重要問題。瘙癢通常在燒傷后1個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)，在6個(gè)月后達(dá)到高峰。燒傷后發(fā)生瘙癢的概率很高，研究發(fā)現(xiàn)抑制燒傷瘙癢的相關(guān)藥物對于燒傷患者治療有重要意義。采用一種出現(xiàn)熱痛覺過敏和異常機(jī)械痛的熱損傷動物模型。將傾斜烙鐵頭連接到溫控焊錫臺加熱至100 ℃，施加于背外側(cè)皮膚15 s，誘導(dǎo)熱損傷。燒傷后可皮下注射丁丙諾芬（0.05 mg/kg）作為止痛藥，每12~14 h注射1次，直至72 h結(jié)束，或可涂抹1%磺胺嘧啶銀乳膏于燒傷傷口上，連續(xù)涂抹4 d以防止感染。燒傷24 h后燒傷創(chuàng)面呈蒼白色，1周后出現(xiàn)紅斑，4周后形成硬殼與皮膚分離，8~12周左右形成疤痕組織。造模完成后通過行為學(xué)檢測小鼠的瘙癢程度。
轉(zhuǎn)基因小鼠模型
特定的品系構(gòu)建的自發(fā)性瘙癢動物模型，實(shí)驗(yàn)操作更為簡便，結(jié)果更為準(zhǔn)確，可以避免造模過程中動物產(chǎn)生的不適合誤差。目前常見的瘙癢轉(zhuǎn)基因小鼠有NC/Nga小鼠、FLG突變小鼠、天冬氨酸內(nèi)溶酶體組織蛋白酶E缺陷小鼠，它們會自發(fā)地出現(xiàn)與AD患者相似的皮膚病變。特定基因敲除小鼠如GRPR基因敲除小鼠，為研究瘙癢的神經(jīng)機(jī)制提供了研究工具。功能性BP180基因缺陷小鼠（ΔNC16A），其會發(fā)生自發(fā)性皮膚炎癥，特征是嚴(yán)重瘙癢，皮膚屏障缺陷，免疫細(xì)胞浸潤，其瘙癢與適應(yīng)性炎癥無關(guān)。異質(zhì)核核糖核蛋白D/Auf1基因缺陷小鼠，Auf1是炎癥細(xì)胞因子mRNA穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)因子，此類小鼠會隨著年齡的增長會出現(xiàn)慢性皮炎，特征是瘙癢和抓痕。MRL/lpr小鼠模型是一種自身免疫性疾病動物模型，具有fas介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡缺陷，可發(fā)生腎小球腎炎、多發(fā)性關(guān)節(jié)炎和動脈炎，其在老年時(shí)會出現(xiàn)自發(fā)抓撓行為，此類瘙癢與皮膚源性炎癥無關(guān)。
瘙癢動物模型是進(jìn)行癢覺研究的必要工具。急性瘙癢模型主要使用組胺、氯喹等來誘導(dǎo)瘙癢。慢性瘙癢模型種類眾多，不同種類瘙癢特征具有差異，不同藥物作用機(jī)制也不相同。通過運(yùn)用不同種類的瘙癢模型，可進(jìn)行不同類別的瘙癢機(jī)制研究。未來我們還需要建立更加穩(wěn)定同時(shí)貼合臨床特征的新的動物模型，為后續(xù)慢性瘙癢的治療提供新靶點(diǎn)。
Source: 空軍軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，瘙癢動物模型的研究進(jìn)展和行為學(xué)檢測方法；（錄用定稿）網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時(shí)間：2024-09-12 14:29:20
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